706399 Vũ Phương Lý 2019 2996 Bài4 PDF

Preview

Summary

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNGBÁO CÁO THÍ NGHIỆM CẤU KIỆN ĐIỆN TỬBài 4: ĐO ĐẶC TUYẾN BIÊN ĐỘ CỦA ICKHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁNGiảng viên hướng dẫn: Ths Đào Quang HuânThs Hoàng Quang HuySinh viên thực hiện : Vũ Phương LýMSSV : 20192996Mã lớp lý thuyết : 124781Mã lớp TN : 706399Hà ...

Description

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ

Bài 4: ĐO ĐẶC TUYẾN BIÊN ĐỘ CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Giảng viên hướng dẫn: Ths Đào Quang Huân Ths Hoàng Quang Huy Sinh viên thực hiện

: Vũ Phương Lý

MSSV

: 20192996

Mã lớp lý thuyết

: 124781

Mã lớp TN

: 706399 Hà Nội, 11/2021 0

Mục lục Bài 4: Khảo sát đặc tuyến truyền đạt (biên độ) của IC khuếch đại thuật toán 4.1 Cơ sở lý thuyết…………………………………………………………….2 4.2 Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm………………………………….4 4.3 Các bước tiến hành thí nghiệm………………………………………….....5 4.4 Báo cáo kết quả………………………………………………………….....7 4.4.1 Vẽ các đồ thị đã đo được (lưu ý pha tín hiệu)………………………….7 4.4.2 Tính hệ số khuếch đại K= (vùng tuyến tính) theo giá trị đo được và so sánh với lý thuyết……………………………………………………………....7 4.4.3 Dựa vào sơ đồ mạch và kết quả vừa đo được. Hãy vẽ đặc tuyến truyền đạt của vi mạch khuếch đại có hồi tiếp âm…………………………………………14 4.4.4 So sánh kết quả đo được ở trạng thái bão hòa của IC với lý thuyết? Nhận xét?.......................................................................................................................16 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………....16

1

BÀI 4: KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN TRUYỀN ĐẠT (BIÊN ĐỘ) CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 4.1 Cơ sở lý thuyết Vi mạch khuếch đại thuật toán (IC khuếch đại thuật toán) là một vi mạch tương tự. Vừa thực hiện được chức năng khuếch đại tín hiệu, vừa có thể thực hiện được một số phép toán như: cộng, trừ, tích phân, vi phân , tạo hàm logarit,.... Có hệ số khuếch đại vòng hở lớn và thường được cấp nguồn điện áp một chiều đối xứng. (Trong một số trường hợp có thể cấp nguồn đơn)

Hình 4-1: Ký hiệu và mô hình mạch của IC khuếch đại thuật toán Trong đó: U+ : Điện áp đưa vào đầu vào không đảo (đầu vào thuận) U- : Điện áp đưa vào đầu vào đảo (đầu vào -) Ura : Điện áp ra UVS : Hiệu điện áp giữa 2 đầu vào – gọi là điện áp vào Vi sai (giữa đầu vào không đảo và đảo) UVS =(U+ - U-) RV : Trở kháng vào Rra : Trở kháng ra K: Hệ số khuếch đại vòng hở. Ở tần số thấp K không đổi và thường ký hiệu là K0. Khi tần số tăng K sẽ giảm khá nhanh Vi mạch khuếch đại thuật toán sẽ khuếch đại điện áp UVS với hệ số khuếch đại K. Do vậy điện áp ra Ura được tính bởi: 2

Ura=K(U+ - U-) Vi mạch khuếch đại thuật toán gọi là lý tưởng khi đáp ứng các điều kiện sau: + Trở kháng vào là vô cùng lớn RV=∞ + Trở kháng ra là vô cùng nhỏ Rra=0 + Hệ số khuếch đại vòng hở tần số thấp K0 là vô cùng lớn K0=∞ +Ura=0 khi U+=UVi mạch khuếch đại thuật toán có 2 loại đặc tuyến: + Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ) + Đặc tuyến tần số Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ) được mô tả trên hình 4-2 dưới đây:

Hình 4-2: Đặc tuyến biên độ của khuếch đại thuật toán Đặc tuyến biên độ có 2 đường cong: Đường 1 ứng với đầu vào không đảo, đường 2 ứng với đầu vào đảo. Đặc tuyến biến đổi tuyến tính ứng với hệ số khuếch đại K hông đổi giới hạn bởi giá trị của điện áp vào ngưỡng cả phía dương và phía âm, được ký hiệu là Uvng+ và Uvng- . Vùng này gọi là vùng tuyến tính (thông thường Uvng+=Uvng- và gọi chung là Uvng). Ngoài vùng này Ura không thay đổi và đạt giá trị bão hoà Ub.h . Vùng này gọi là vùng bão hoà. Để khuếch đại tín hiệu chỉ sử dụng 3

được vùng tuyến tính. Còn vùng bão hoà người ta sử dụng trong chế độ chuyển mạch. Giá trị điện áp ra bão hòa Ubh thường gần như nhau ở mức bão hòa dương và bão hòa âm nếu cấp nguồn đối xứng. Thông thường đối với các IC KĐTT thì giá trị Ubh sẽ bằng: |Ubh|=|EC| - (1÷2)V Trên thực tế người ta thường lấy : |Ubh|=|EC| - 1V  Sơ đồ chân và một số hình ảnh của IC khuếch đại thuật toán (IC 741)

Hình 4-3: Ký hiệu và hình dạng của IC khuếch đại thuật toán LM741

4.2 Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm - Oxilo 2 kênh - Pannel thí nghiệm - IC 741 cùng với điên trở 10KΩ, 100KΩ

4

Hình 4-4: Mạch đo đặc tuyến truyền đạt của KĐTT

4.3 Các bước tiến hành thí nghiệm Bước 1: Mắc mạch điện như sơ đồ hình 4-4 Cấp nguồn +12V vào chân số 7, -12V vào chân số 4 (lấy từ panel thí nghiệm)

5

Bước 2: Cho tín hiệu UV dạng hình sin có biên độ UPP=1V, f=1KHz từ máy phát tin hiệu Bước 3: Mắc que đo kênh CH1 của Oxilo tới đầu vào, kênh CH2 của Oxilo tới đầu ra (Ura). Vẽ giá trị Uv(t) và Ura(t) đo được Chú ý: Thiết lập kênh CH1 và CH2 đo ở chế độ xoay chiều AC Bước 4: Tăng dần tín hiệu biên độ Uv và quan sát tín hiệu ra trên màn hình Oxilo đến khi Ura bắt đầu bão hòa ( đỉnh của Ura bị cắt và có dạng

là mức bắt

đầu bão hòa âm (a) hoặc là mức bắt đầu bão hòa dương(b)) thì dừng lại không tăng nữa. Hãy vẽ đồ thi của Ura và Uv. Bước 5: Tiếp tục tăng dần Uv cho đến khi cả hai đỉnh của tín hiệu bị cắt ở giá trị không đổi bằng Ub.h thì dừng lại

(c) . Hãy vẽ đồ thị của Ura và Uv.

6

a)

b)

4.4 Báo cáo kết quả thí nghiệm 4.4.1 Vẽ đồ thị Đồ thị 1: Uv=1V, Ura chưa bão hòa Uv

7

c)

Ura

K= Đồ thị 2: Vẽ Uv và Ura khi Ura bị cắt ứng với bắt đầu bão hòa (ở trên hoặc ở dưới) Uv

8

Ura

9

K= Đồ thị 3: Vẽ Uv và Ura bắt đầu bão hòa ( ở dưới hoặc ở trên ) sau trường hợp 2 Uv

10

Ura

11

K==-3.705

Đồ thị 4: Vẽ Uv và Ura khi bị cắt ứng với bắt đầu bão hòa sâu (biên độ bị cắt ở giá trị không đổi Ub.h) Uv

12

Ura

13

K= 4.4.3 Vẽ đặc tuyến truyền đạt của vi mạch khuếch đại có hồi tiếp

14

15

4.4.4 So sánh kết quả đo được ở trạng thái bão hòa của IC với lý thuyết. Nhận xét - Theo lý thuyết, ta có: |Ubh|=|EC| - (1÷2)V - Kết quả đo thực nghiệm cho thấy: |Ubh|=11.314 V  Kết quả đo đúng với lý thuyết, Urabh có dạng gần như xung vuông

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình Cấu kiện điện tử, Nguyễn Đức Thuận (chủ biên) 2. Hướng dẫn sử dụng Multisim, Đào QuangHuân, Hoàng Quang Huy https://b it.ly/ibmelab_et2040_multisim_hdsd 3. Hướng dẫn bài 1 https://bit.ly/ibme_et2040_lab_bai1 4. Phần mềm NI Multisim 14 https://bit.ly/ibmelab_ed_multisim 5. Các tài liệu hướng dẫn khác https://bit.ly/ibmelab_et2040_lab_docs

16...